Question

11．在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：灯泡L、量程恰当的电流表A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、电键S等，要求灯泡两端电压从0V开始变化．

（1）实验中滑动变阻器应采用分压接法（填“分压”或“限流”）；
（2）某同学已连接如图1所示的电路，在连接最后一根导线的C端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正．
A．电键不应闭合，应处于断开状态．
B．滑动变阻器的滑动触头P位置不当，应将其置于b端．
（3）电路连接正确后，分别测得两只灯泡L₁和L₂的伏安特性曲线如图2中I和Ⅱ所示．然后将灯泡L₁、L₂与电池组（电动势和内阻均恒定）连成如图3所示电路．多次测量后得到通过L₁和L₂的电流平均值分别为0.30A和0.60A．
A．在图2中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线；
B．由该曲线可知电池组的电动势为4.6V，内阻为2.7Ω．（均取2位有效数字）

Answer 1

分析 由于要求灯泡两端电压从OV开始变化，所以滑动变阻器必须分压式接法．从图中可知，电键处于闭合状态，同时滑动触头也在不当位置．两只灯泡l₁和l₂ 的伏安特性曲线如图Ⅱ中Ⅰ和Ⅱ所示，结合图Ⅲ所示电路，可以画出闭合电路的路端电压与电流的图象．从而读出电源的电动势，算出电源的内电阻．

解答 解：（1）探究小灯泡的伏安特性曲线要求电压从0到额定电压变化，所以滑动变阻器必须采用分压解法．
（2）在连接线路时必须将每个开关断开，而图中是闭合的这是第一个错误．连好线路后在闭合开关前需要将限流滑动变阻器调到阻值最大，将分压滑动变阻器调到输出为0端，在图中是b端，以保护电源和电表．

（3）描绘电源的伏安特性曲线要求外电阻变化测定对应的多组路端电压和电流，本实验中用两个小灯泡来改变外电阻获得两组电流值，然后在小灯泡的伏安特性曲线上查出对应的电压，用两个坐标点描绘图象．为描绘准确可以先进行理论计算，首先查出两坐标为（0.30A，3.8V）和（0.60A，3.0V），
则内阻为r=$\frac{3.8-3.0}{0.6-0.3}$=2.7Ω，电动势为E=4.6V，然后作出准确图象如图．
故答案为：（1）分压；（2）电键不应闭合，应处于断开状态；滑动变阻器的滑动触头P位置不当，应将其置于b端．（3）4.6；2.7．

点评 当电路中的路端电压与电流图象与负载的电压与电流图象相交时，则交点表示它们的电流．原因是负载与电源相串联．而路端电压与电流的图象的纵交点是表示电源的电动势，横交点表示短路电流．